Устройство для дуговой сварки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4,:

Н АВТОРСНОМЪ СВИЩТВЪСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 336802!/25-27 (22) 21.12.81 (46) 23.10.83. бюл. It 39 (72) Е.И.Ануфриев, С.А.Куркин, Е.И.Лапин, В.H.Kðþêîâñêèé и Л.E.Èàâòàêîâ (53) 621.791.75(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство CCCP .It 7299"5» кл. В 23 К 28/00, 1968.

2. Авторское свидетельство ССС Р

It 556919, кл. В 23 К 37/02, 1975 (прототип) ..(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ

СВАРКИ, содержащее основание с под" кладным приспособлением и портал, на котором смонтирована колонна с суппортом установочных перемещений свароч- ной головки и каретки с приводом их перемещения, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с целью повыаения качества сварки и расвирения номенклатуры свариваемых изделий путем обеспечения сварки фланцевых соединений с одноЗсю В 2 К 31/00; В 23 К 28/00 временным пластическим деформирова: - йием зоны сварки, каретка снабжена прижимным деформирующим элементом, привод перемещения сварочной головки и каретки - дополнительной силовой щестерней, установленной на колоннв ..с возможностью вращения, и опорнвим роликами, закрепленными на портале с возможностью контактирования с нерабочими торцовыми поверхностями силовой аестерни, а колонна жестко связана с подкладным приспособлением, при этом на одной из нерабочих торцовых поверхностей силовой вестерни закреплен суппорт установочных перемещений сварочной головки и каретки.

2. Устройство по п.l, о т л и. ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью исключения изгибжщего момента от стати-, ческого усилия дефорвирования, оно снабжено дополнительной кареткой с прижимным деформирующим элементом, ус» тановленной на .суппорте устаыевочных перемещений симметрично относительно основной каретки.

1f 1049

Изобретение бтносится к .сварке, в частности к устройствам для дуговой сварки, и может быть применено при сварке круговых швов в сферических оболочковых конструкциях, выполненных иэ алюминиевых сплавов, в различных отраслях народного хозяйства при производстве изделий с повышенными требованиями к точности изготовления и качеству сварных соединений. 10

Известно устройство для дуговойсварки, содержащее станину с размещенной на ней сварочной головкой и де" формирующим устройством для деформирования прямолинейных швов )13

Недостатком данного технического решения является невозможность устранения деформации коробления и улучшения механических свойств фланцевых соединений.

Наиболее близким к изобретению является устройство для дуговой свар" ки, содержащее основание с подкладным приспособлением и портал, на котором смонтирована колонна с суппортом установочных: перемещений сварочной го" ловки и каретки с приводом и переме """ f23

Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает устранение остаточных сварочных напряжений и деформаций, а также пригодно только .для сварки прямолинейных швов.

При этом даже, если снабдить известное устройство деформирующим инструментом, невозможно качественно сва ,35 рить фланцевые соединения, поскольку устранение деформаций в сварных фланцевых соединениях требует создания пластической деформации не только в

40 продольном направлении шва, но и в поперечном, которая должна быть преобладающей. Создать такую деформацию прокаткой по шву невозможно, так как деформация сдвига развивается воснов45 ном я продольном направлении и в меньшей степени в поперечном. !

Целью изобретения является повышение качества сварки и расширение но". менклатуры свариваемых изделий путем 50 обеспечения сварки фланцевых соединений с одновременным пластическим деформированием зоны сварки и исключение изгибающего момента от статичес, кого усилия деформирования, 55

Для достижения этой цели в устройстве для дуговой сварки, содержа",«м основание с подкладным приспособ

220 2 пением и портал, на котором смонтирована колонна с суппортом установочных перемещений сварочной головки и каретки с приводом их перемещения, наретка снабжена прижимным деформирующим элементом, привод перемещения сварочной головки и каретки снабжен дополнительной силовой шестерней, установленной на колонне с воэможностью вращения, и опорными роликами, закрепленными на портале с возможностью контактирования с нерабочими торцовыми поверхностями силовой шестерни, а колонна жестко связана с подкладным приспособлением, при этом на одной из нерабочих торцовых поверхностей силовой шестерни закреплен суппорт установочных перемещений сварочной го- " ловки и каретки.

Кроме того, устройство снабжено дополнительной кареткой с прижимным деформирующим элементом, установленной на суппорте установочных перемещений симметрично относительно основной каретки.

На фиг. 1 представлено устройство для дуговой сварки, общий вид; на фиг.2 - схема сварки и деформирования металла шва и стыкуемых кромок; на фиг.3 - устройство для дуговой сварки с механизмом, компенсирующим изгиб суппорта от статического усилия прокатки.

Устройство состоит из подкладного приспособления, которое включает в себя основание1 и подкладную линейку 2 портала 3 подвижных вертикальных стоек 4, которые крепятся к наружному прижимному кольцу 5, а также привода 6 перемещения, несущих сварочную головку 7 и механизм 8 деформирования металла шва в виде прижимного элемента и каретки 9.

Жесткая связь портала 3 с: подклад- ным приспособлением осуществляется неподвижной колонной 10, которая своей нижней фланцевой частью крепится к основанию 1, а верхней частью 11 к горизонтальной балке портала 3 (колонна выполнена в виде полого вала 12) непосредственно через полый вал 12 с помощью запорной гайки 13. На валу 12 в нижней его части укреплено.приспособление 14 с прижимным внутренним кольцом 15, обеспечивающее поджатие фланца к подкладной линейке 2 за счет маховика 16 при перемещении его в ,нижнее положение.

3 . .10492

Вращение сварочной головки 7 и механизма 8 деформирования металла шва осуществляется от электродвигателя 17через редуктор 18, выходная шестерня 19 которого находится в зацеплении с силовой шестерней 20. На этой шес" терне с нижней нерабочей поверхности укреплены суппорты 2 1 и 22 установочных перемещений механизма деформиро" вания металла шва и сварочной голов- 1р ки. Силовая шестерня 20 вращается в . упорных подшипниках (не показаны), установленных на валу 12.

Для исключения самопроизвольного перемещения шестерни 20 от собственного веса, веса механизмов, а также от перекоса при приложении статической нагрузки силовая шестерня жестко зафиксирована восемью опорными роликами 23,. закрепленными на плите 24, Это достигается тем, что четыре ро" лика 23 базируются на нижнюю нерабо1ую поверхность шестерни 20, а четыре других заключены между плитой 24 и внутренним торцом силовой шестерни 20.р

Механизм 8 деформирования металла шва включает в себя также корпус 25, рабочий цилиндр 26, обеспечивающий статическое усилие. В корпусе предусмотрены направляющие отверстия, в ко. торых располагается пуансон 27, не" сущий прокатывающий ролик 28. Поджа ие ролика достигается выдвижением штока цилиндра 26 в нижнее положение.

При сварке и прокатке с повышенными усилиями деформирования к пуансону 27 крепится каретка 9, в которой смонтированы несколько роликов, расположенных по окружности. Для исключения изгибающего момента от статического усилия прокатки при значительных их оО величинах на диаметрально противопо ложной стороне устройства установлен механизм 29 аналогичный механизму деформирования металла шва.

Устройство для дуговой сварки позволяет выполнять сварку и деформирование фланцевых соединений диаметром

200 - 2000 мм.

Это достигается раздвижением вертикальных стоек 4 портала 3 относительно горизонтальной его балки по зубчатой рейке 30, вращением маховиков 31 и 32, а также выдвижением суппорта 22 и благодаря сменности наруж- ного 5 и внутреннего 15 колец.

Устройство работает следующим образом.

20 4

Перед сваркой устанавливают механизм 8 деформирования металла шва, сварочную головку 7 по линии стыка ввариваемого фланца. Затеи в зависимости от марки алюминиевого сплава и толщины свариваемых листов выбираюттребуемое давление в цилиндре статической нагрузки. шток цилиндра, а с следовательно, и пуансон с рабочим роликом 28, либо каретка 9 с нескольки.ми роликами опускаются, обеспечивая тем самым поджим роликов к поверхности свариваемого изделия.

При больших усилиях прокатки используется еще дополнительно механизм

29, компенсирующий изгиб суппорта 22.

При этом пуансон с роликом 33 опускается к свариваемому изделию и поджимается цилиндром 34. После возбуждения дуги и начала сварки производит" ся подача воздуха в цилиндр 26 с выбранным усилием, При сварке ролик 28, либо несколько рабочих роликов, расположенных на каретке 9, перекатываются по зоне сварного соединения в соответствии со схемой .(фиг.2) . В том случае, когда каретка не использует ролик 28 осуществляется деформирование металла шва на некотором выбранном расстоянии от сварочной головки.

В случае использования каретки 9 с роликом 35 (фиг.2) впереди дуги предотвращается отход кромок от под кладной линейки 2 и одновременно осуществляется деформирование основ-. ного металла. Ролик 36 деформирует металл шва.

При движении ролики обеспечивают одностороннюю местную пластическую деформац. ю сдвига основного металла и металла шва. Величина усилия деформирования не должна превышать критической величины деформации.

После окончания процесса сварки производят гашение сварочной дуги, остановку механизма привода и снятие статического усилия.

Пример. Фланец диаметром

400 мм и толщиной 4 мм из сплава

1201 сваривают встык автоматической аргонодуговой сваркой (сварочный ток

280 А, скорость сварки 18 м/ч ).

Прокатку производят с использованием каретки 9 (фиг.2). Расстояние А между осью электрода и роли ком, -р асположенным впереди сварочной горелки и удерживающим стыкуемые кромки 70 мм.

Расстояние Б между роликом, деформи"

5 1049220 Ф рующим металл шва сзади сварочной этого, степень деформации металла шва горелки, и осью электрода 180 мм. Тем- составляет при статитческом усилии пература в очаге деформации под де- Р18000 Н 7Ф. Усилие на ролик впереди формирующим роликом около 100ОC. Кри- . сварочной горелки 9000 H., тическая степень деформации шва для . Б, Изобретение позволяет получить сплава 1201 составляет по эксперимен- сварные фланцевые соединения высокого тельным опытным данным 101. Исходя из . качества.

t фиг. 1

1049220

Составитель Л, Назарова

Редактор P,Öèöèêà Техред А.Бабинец Корректор Л.Патай

Заказ 8301/12 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4